任务二：隧道施工通风

任务二：隧道施工通风《隧道施工与检测技术》任务二：隧道施工通风内容概要本节课主要介绍隧道施工过程的通风。教学目标了解风机及风管布置要求；掌握隧道施工通风方式；掌握通风计算。重点学习任务不同通风形式的布置及通风计算。主要学习活动设计

根据教学图纸，编制隧道通风施工专项方案。1、通风目的：给隧道内作业人员提供足够的新鲜空气；洞内空气应流通、新鲜、氧气含量不得小于20%。稀释并排出各种有害气体和粉尘；粉尘是隧道空气污染的重要因素，其中的游离SiO2对人体危害很大，施工人员长期吸入岩粉，将会患硅肺病。调节隧道内空气的温度、湿度；创造良好的作业环境，为保证安全、质量、进度奠定基础。2、隧道洞内作业环境卫生标准：序号名称标准1一氧化碳CO不大于30mg/m32二氧化氮NO2不大于0.5%3瓦斯浓度开挖面不大于1.5%4气温不得超过28℃5噪声不得超过90dB一.施工通风方式

施工通风方式有自然通风和机械通风两类，其中，自然通风是利用洞室内外的温差或高差来实现通风和一种方式，受洞外气候条件的影响极大，一般仅用于短直隧道。施工通风方式应根据隧道的长度、掘进坑道的断面大小施工方法和设备条件等诸多因素来确定。独头掘进长度超过150m时，就要采用机械通风；独头掘进长度超过1.5km，宜进行通风设计。一般的机械通风方式有风管式通风、巷道式通风、风墙式通风等。（1）风管式通风：风流经由管道输送。

①压入式：风机将洞外新鲜空气通过风管压送到工作面，而工作面的污浊空气沿巷道排出洞外，以达到通风的目的。这种形式能较快的排除工作面的污浊空气，拆装较简单，但污浊空气排除过程中流经全洞。压入式通风：

说明：应用范围广，目前国内隧道施工中依靠独头压入式通风在3km独头掘进距离上依然可以保证隧道内的空气质量。特点：风流直接清洗工作面；安全性好；阻力小；通风距离长；初期投入少。但易漏风，管理困难，污染环境，排烟时间长。②吸出式：风机将工作面的污浊空气吸入风管而排出洞外，巷道内空气新鲜而工作面附近空气污浊，而当风机离工作面距离较近时，易被爆破废弃的石块砸坏。使用于长度在400m以内的独头巷道，与压入式配合使用。新鲜空气流经全洞，到达工作面时以不够新鲜；要求风管口端距工作面不超过10m，布置上有困难，因此通风效果不理想。吸出式通风吸出式通风特点：无需设置风门；便于运输、行人；易于通风管理；安全性差；通风距离短。依靠风机将洞内的污浊空气抽走，洞内形成负压，洞内外空气在压差的情况下产生流动。因为漏风的存在，没有压入式通风效率高，排污效果没有压入式通风好，易造成洞内气压低，空气质量差。③混合式：设置两套风机与风管，一套为吸出式，吸出洞内污浊空气污浊空气，另一套为压入式，向工作面输送新鲜空气。采用混合式通风必须注意的两点：（1）压入和吸出两台风机必须同时启动；（2）吸出风机的通风能力应比压入风机的通风能力大20%~30%。压入风机和吸出风机的布置最小交错30米，以免洞若观火内形成短循环风流；压入风机的管端部与工作面的距离应在风流的有效射程之内，一般为15~20m。

混合式通风特点：通风能力强，效果佳；作业环境好；设备多，管理困难（2）巷道式通风：使用于有平行导坑的长隧道。利用平行导坑与正洞的联通道组成风流循环系统，在平导口设通风机，将污浊空气经平导抽出，新鲜空气从正洞深入，形成循环风流。

（3）风墙式通风：在隧道较长，未设平行导坑，一般式通风难于取得效果时，可在隧道成洞适当处，用砖和木板隔出一条2～3m2的风道，以减少风管长度，增大风力，满足通风要求。巷道式通风二.通风方式的选择二.通风方式的选择

通风方式应针对污染源的特性，尽量避免成洞地段的二次污染，且应有利于快速施工。因而在选择时应注意以下几个问题：（1）自然通风因其影响因素较多，通风效果不稳定且不易控制，故除短隧道外，应尽量避免采用。（2）压入式通风能将新鲜空气直接输送至工作面，有利于工作面施工，但污浊空气将流经整个坑道。若采用大功率设备、大管径，则其适用范围较广。（3）抽出式通风的风流方向与压入式相反，但其排烟速度慢，且易在工作面形成炮烟停滞区，故一般很少单独使用。二.通风方式的选择（4）混合式通风集压入式和抽出式的优点于一身，但管路、风机等设施增多。在通风管径较小时可采用，若需要大管径，大功率风机时，其经济性不如压入式。（5）利用平行导坑作巷道通风，是解决长隧道通风的方案之一，其通风效果主要取决于通风管理的好坏。若无平行导坑，且断面较大时，可采用风墙式通风。（6）选择通风方式时，一定要选用合适的设备即通风机和风管，同时要解决好风管的连接问题，尽量减少漏风率。三.通风计算

施工通风计算的目的是为了供给洞内所需的新鲜空气，以改善劳动条件，保障作业人员身体健康；选择合适的通风机，布置合理的通风管道，从而满足施工作业环境的要求。

施工通风计算内容包括：风量计算和风压计算。三.通风计算1.风量计算

1）按洞内同时工作的最多人数计算

Q=kmq式中：Q—所需风量（

m3/min）K—风量备用系数，常取k=1.1~1.2m—为洞内同时工作的最多人数；q—为洞内每人每分钟呼吸需要的新鲜空气量，通常按3m3/(人.min)计算三.通风计算

2）按稀释洞内同时爆破采用的最多炸药用量所产生的有害气体需风量计算（1）巷道式通风

Q=5Ab/t式中：Q—所需风量（

m3/min）A—洞内同时爆破的最多炸药量（kg）b—为1kg炸药折合成CO的体积，一般取b=40L/kg；t—为爆破后的通风时间（min)三.通风计算

2）按稀释洞内同时爆破采用的最多炸药用量所产生的有害气体需风量计算（2）管道压入式通风

Q=式中：Q—所需风量（

m3/min）；A—洞内同时爆破的最多炸药量（kg）；S—为坑道开挖断面面积m2；L—坑道通风长度m；t—为爆破后的通风时间（min)三.通风计算

2）按稀释洞内同时爆破采用的最多炸药用量所产生的有害气体需风量计算（3）管道吸出式通风

Q=式中：Q—所需风量（

m3/min）；A—洞内同时爆破的最多炸药量（kg）；S—为坑道开挖断面面积m2；L散—爆破后炮烟的扩散长度m，非电起爆L散=15+A，电雷管起爆L散=15+A/5；t—为爆破后的通风时间（min)三.通风计算

2）按稀释洞内同时爆破采用的最多炸药用量所产生的有害气体需风量计算（4）管道混合式通风

Q混压=

Q混吸=1.3Q混压式中：Q混压—压入风量（

m3/min）；

Q混吸—吸出风量（

m3/min）A—洞内同时爆破的最多炸药量（kg）；S—为坑道开挖断面面积m2；L入口—为压入风口至工作面的距离，一般取25m；t—为爆破后的通风时间（min)三.通风计算

3）按内燃机作业废气稀释的需要计算

式中：Q—所需风量（

m3/min）；ni—洞内同时使用内燃机作业的总功率（kw）；B—为洞内同时使用内燃机每1KW所需的风量，一般按3m3/

（min.kw)计算；三.通风计算

4）按洞内允许最小风速验算风量

式中：Q—所需风量（

m3/min）；Vmin—洞内允许最小风速（m/s），全断面开挖时为0.15m/s，其它坑道为0.25m/s；Smax—为坑道断面面积m2。三.通风计算

5）计算风量

按上述四种方法计算后，取其中最大值为计算风量。6）考虑漏失的计算风量式中：Q—前述计算结果的最大值。称为计算风量（

m3/min）；P—管道漏风系数

；三.通风计算

7）高山地区考虑压强的降低修正的风量式中：Q高—高度修正后有供风量（

m3/min）；Q正—正常条件下的供风量（

m3/min）P高—高山地区大气压（kPa）；三.通风计算2.风压计算

式中：h机—通风机的风压（kPa）;h总阻

—风流受到的总阻力（kPa）;h摩—气流经过各种断面的管道时产生的摩阻力（kPa）;h局—气流经过断面变化、拐弯、分叉等处分别产生的阻力（kPa）;h正—巷道通风时受运输车辆阻塞而产生的阻力（kPa）;三.通风计算2.风压计算

式中：

∝—摩擦阻力系数（N.S2/m4）见表5-14;L

—通风长度（m）;U—风管道周边长度（m）;Q—风道流量（

m3/min）;S—风管面积（m2）;三.通风计算2.风压计算

式中：—局部阻力系数（N.S2/m4）见表5-15;Q—风道流量（

m3/min）;S—风管面积（m2）;三.通风计算2.风压计算

式中：—正面阻力系数（N.S2/m4）。当列车行走时，取1.15，当列车停放时，取0.5，如两列车（斗车）停放间距超过1米时，则逐辆相加；Q—风道流量（

m3/min）;Sm—阻塞物归大迎风面积（m2）;S1—小断面风管面积（m2）;四.通风机的选择

隧道通风机的选择根据能满足洞内各项作业所需要的最大风量而定。通风机有轴流式和离心式两类。在隧道施工通风中主要采用轴流式通风机。

选择时，根据Q机

≥1.1Q供

（1.1是风量储备系数，Q供则为前述计算结果）及h机≥P∑h阻（P为漏风系数，∑h阻

=∑h摩+∑h局+∑h正），在通风机性能表中选择风机。

五.风机及风管布置设置通风机时，其安装基础要能充分承受机体重量和运行时产生的振动，或者水平架设到台架上。吸入口注意不要吸入液体和固体，而且要安装喇叭口。放置在隧道内的风管，应设在不妨碍出渣运输作业、衬砌作业的空间处，同时要牢固地安装。衬砌模板台车附近，不要使风管急剧弯曲。风管一般均用夹具等安装在支撑构件上。风管的连接应密贴。风管可挂设在隧道拱顶中央、隧道中部或靠边墙角处，一般在拱顶中央处通风效果较佳。五.风机及风管布置通风管的安装应符合下列规定:（1）送风管宜采用软管。靠近风机的软风管应采用加强型。（2）送风式的进风口宜在洞口30m以外。（3）送排风并用式通风的进风口与出风口宜错开20m左右。洞外排风管出口宜做成烟囱式，并高于压入式风机进风口。（4）通风管靠近开挖面的距离应根据开挖面大小确定，送风式通风管的送风口距开挖面不宜大于15m，排风式风管吸风口不宜大于5m。靠近开挖面的风管应可移动，爆破前从掌子面处移走。五.风机及风管布置通风管的安装应符合下列规定:（5）采用混合通风方式时，当一组风机向前移动，另一组风机的管路应相应接长，并始終保持两组管道相邻端交错20~30m。局部通风时，排风式风管的出风口应引入主风流循环的回风流中。（6）通风管的安装应平顺，接头应严密，每100m平均漏风率不应大于2%，弯管半径应不小于风管直径的3倍。六.通风管理隧道施工通风要想取得良好的效果，除了要合理选择通风设备外，还必须加强通风管理，并要求做到以下几点。（1）定期测试通风量、风速、风压，检查通风设备的供风能力和动力消耗。（2）当发现风管、风门等处漏风时，必须堵塞。（3）通风巷道中禁停放闲置的车辆，堆积料具和废渣。（4）采用平行导坑通风巷道时，除最外一个横通道外，其余均应设置挡风门，通风时及时关闭挡风门。七.防尘措施1.湿式凿岩湿式凿岩，用高压水冲洗孔眼使岩粉变成浆液流出。2.机械通风主要作业时间内，应始终开动风机保持通风。3.喷雾洒水喷雾洒水既可以清除粉尘，又可以溶解少量有害气体。4.个人防护工作人员应戴防尘口罩，防止粉尘吸入体内。5.3施工通风与防尘计算题1：教学隧道施工参数如下：

供给每个人的新鲜空气量按3m3/min；控制通风计算按开挖爆破一次最大用药量200kg；放炮后通风时间按30min；软式风管百米漏风